DNA-definitie en structuur

DNA is het acroniem voor deoxyribonucleïnezuur, meestal 2'-deoxy-5'-ribonucleïnezuur. DNA is een moleculaire code die in cellen wordt gebruikt om eiwitten te vormen. DNA wordt beschouwd als een genetische blauwdruk voor een organisme omdat elke cel in het lichaam die DNA bevat deze instructies heeft, waarmee het organisme kan groeien, zichzelf kan herstellen en zich kan voortplanten.

DNA-structuur

Een enkel DNA-molecuul heeft de vorm van een dubbele helix die bestaat uit twee strengen nucleotiden die aan elkaar zijn gebonden. Elk nucleotide bestaat uit een stikstofbase, een suiker (ribose) en een fosfaatgroep. Dezelfde 4 stikstofbasen worden gebruikt als de genetische code voor elke DNA-streng, ongeacht uit welk organisme deze afkomstig is. De basen en hun symbolen zijn adenine (A), thymine (T), guanine (G) en cytosine (C). De basen op elke DNA-streng zijn complementair naar elkaar. Adenine bindt altijd aan thymine; guanine bindt altijd aan cytosine. Deze basen ontmoeten elkaar in de kern van de DNA-helix. De ruggengraat van elke streng is gemaakt van de deoxyribose- en fosfaatgroep van elk nucleotide. De nummer 5 koolstof van de ribose is covalent gebonden aan de fosfaatgroep van het nucleotide. De fosfaatgroep van één nucleotide bindt aan koolstofatoom nummer 3 van de ribose van het volgende nucleotide. Waterstofbindingen stabiliseren de helixvorm.

De volgorde van de stikstofbasen heeft betekenis, coderend voor aminozuren die worden samengevoegd om eiwitten te maken. DNA wordt gebruikt als een sjabloon om RNA te maken via een proces dat transcriptie wordt genoemd. Het RNA maakt gebruik van moleculaire machines genaamd ribosomen, die de code gebruiken om de aminozuren te maken en deze samen te voegen om polypeptiden en eiwitten te maken. Het proces van het maken van eiwitten uit de RNA-sjabloon wordt translatie genoemd.

Ontdekking van DNA

De Duitse biochemicus Frederich Miescher observeerde voor het eerst DNA in 1869, maar hij begreep de functie van het molecuul niet. In 1953 beschreven James Watson, Francis Crick, Maurice Wilkins en Rosalind Franklin de structuur van DNA en stelden ze voor hoe het molecuul zou kunnen coderen voor erfelijkheid. Terwijl Watson, Crick en Wilkins de Nobelprijs voor fysiologie of geneeskunde uit 1962 ontvingen 'voor hun ontdekkingen over de moleculaire structuur van nucleïnezuren en het belang ervan voor informatieoverdracht in levend materiaal,' werd de bijdrage van Franklin verwaarloosd door de commissie Nobelprijs.

Het belang van het kennen van de genetische code

In de moderne tijd is het mogelijk om de volledige genetische code voor een organisme te sequencen. Een gevolg is dat verschillen in DNA tussen gezonde en zieke personen kunnen helpen bij het identificeren van een genetische basis voor sommige ziekten. Genetische tests kunnen helpen bepalen of een persoon risico loopt op deze ziekten, terwijl gentherapie bepaalde problemen in de genetische code kan corrigeren. Het vergelijken van de genetische code van verschillende soorten helpt ons de rol van genen te begrijpen en stelt ons in staat de evolutie en relaties tussen soorten te traceren